OpenCV图像基本操作：读取、显示与保存

在图像处理项目中，图像的 读取（imread） 、显示（imshow） 和 保存（imwrite） 是最基础也是最常用的三个操作。本文将详细介绍这三个函数的功能、用法和注意事项，并提供一个完整示例供读者上手测试。

一、cv::imread：读取图像文件

cpp 复制代码

cv::Mat cv::imread(const std::string& filename, int flags = cv::IMREAD_COLOR);

参数说明：

filename: 要读取的图像文件路径（支持 jpg, png, bmp 等格式）。
flags: 指定图像的读取方式：
- cv::IMREAD_COLOR：以 BGR 方式读取彩色图像（默认）。
- cv::IMREAD_GRAYSCALE：读取为灰度图像。
- cv::IMREAD_UNCHANGED：按原始数据读取，包括 alpha 通道。

返回值：

成功时返回 cv::Mat 图像矩阵。
如果读取失败（路径错误或文件不存在），返回空矩阵，即 img.empty() == true。

二、cv::imshow：显示图像窗口

cpp 复制代码

void cv::imshow(const std::string& winname, cv::InputArray mat);

参数说明：

winname: 显示窗口的名称（如果不存在则创建）。
mat: 要显示的图像矩阵，通常是 cv::Mat 类型。

注意事项：

imshow 需要配合 cv::waitKey() 使用，否则窗口会一闪而过。
GUI 线程必须存在（某些远程终端不支持 GUI）。

三、cv::imwrite：保存图像到文件

cpp 复制代码

bool cv::imwrite(const std::string& filename, cv::InputArray img);

参数说明：

filename: 要保存的图像路径及文件名（自动识别扩展名如 .png, .jpg 等）。
img: 要保存的图像矩阵。

返回值：

true 表示保存成功，false 表示保存失败（如路径错误或无写权限）。

四、完整示例代码

下面我们结合上述三个函数写一个完整的小程序，实现：

从文件读取图像；
显示图像；
将图像保存为新的文件。

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main()
{
    // 读取图像，返回cv::Mat保存图像数据
    // IMREAD_COLOR:以三通道彩色图像读取，如果原始数据为灰度图，返回图像被转换为彩色图像
    // IMREAD_GRAYSCALE:以灰度图像读取，如果原数据为彩色图，使用加权方式转换：gray=red*0.299 + green*0.587 + blue*0.114
    // IMREAD_UNCHANGED:保持原数据通道数，如果包含alpha通道，同样保留
    std::string input_path = "1.jpg";
    cv::Mat img = cv::imread(input_path, cv::IMREAD_COLOR);

    if (img.empty()) {
        std::cerr << "图像读取失败，请确认路径是否正确：" << input_path << std::endl;
        return -1;
    }

    // 创建窗口，窗口命名为"图像显示"，后续所有关于该窗口的操作均以字符串"图像显示"进行检索
    // WINDOW_NORMAL: 用户可调整窗口尺寸与位置，显示图像时图像被压缩到窗口尺寸进行显示
    // WINDOW_AUTOSIZE(默认参数): 窗口尺寸自动匹配图像大小，如果显示图像大于显示器分辨率，则无法完全呈现
    cv::namedWindow("图像显示", cv::WINDOW_NORMAL);

    // 调整窗口尺寸与位置
    cv::resizeWindow("图像显示", 640, 480);
    cv::moveWindow("图像显示", 0, 0);

    // 显示图像，原始图像被缩放与窗口尺寸一致后再显示
    cv::imshow("图像显示", img);
   
    std::cout << "图像已显示，请按任意键关闭窗口..." << std::endl;
    cv::waitKey(0);  // 必须等待，否则窗口会立即关闭

    
    // 设置jpg压缩质量，该压缩方式为有损压缩
    // 压缩质量：0 - 100，数值越大，细节保留越多，图像文件越大
    std::vector<int> compression_params;
    compression_params.push_back(cv::IMWRITE_JPEG_QUALITY);
    compression_params.push_back(80); 

    // 保存为jpg图像,当参数compression_params为空时，默认压缩质量为95
    std::string output_path = "output_saved.jpg";
    cv::imwrite(output_path, img, compression_params);

    // 设置png压缩等级为6，该压缩方式为无损压缩
    // 压缩等级：0-9，数值越大，压缩速度越慢，文件越小
    // 不管压缩等级为多少，解压后都不会丢失图像信息！
    std::vector<int> compression_params2;
    compression_params2.push_back(cv::IMWRITE_PNG_COMPRESSION);
    compression_params2.push_back(9);  // 压缩等级

    // 保存为png图像，当参数compression_params2为空时，默认压缩等级为3
    std::string output_path2 = "output_saved.png";
    cv::imwrite(output_path2, img, compression_params2);

	return 0;
}